Le moulin est situé, non pas entre l'écluse et le pertuis comme généralement sur les sites d'écluses, mais entre le pertuis et la culée du barrage. On y accédait par un pont tournant, détruit, franchissant l'écluse, et par la passerelle qui enjambe le pertuis. De plan rectangulaire, il est disposé perpendiculairement au cours de la Mayenne qui baigne ses deux longs côtés. Il possède deux étages éclairés au nord et au sud par de petites ouvertures rectangulaires à encadrement de calcaire réparties, avec les ouvertures plus grandes du rez-de-chaussée, en trois travées. Le comble à surcroît est éclairé par une baie ouverte sur chaque pignon et par une fenêtre passante unique établie sur la façade sud. Les deux coursiers latéraux, à entrée et sortie cintrées, n'ont pas été bouchés, mais ils ont été couverts d'un plancher en bois lors de la suppression des roues. La troisième voie d'eau, percée au centre, est plus basse. Elle est constituée en amont d'un court canal d'alimentation dont la limite est marquée à l'intérieur par une vanne. Elle assurait l'alimentation d'une turbine dont l'arbre moteur vertical entraînait une grande roue à denture métallique, seul élément de la transmission encore conservé. Celle-ci est enserrée par un muret circulaire en brique portant des colonnes en bois destinées à soutenir le plancher qui supportait les meules et les broyeurs. Toutes les machines ont disparu. La cheminée du rez-de-chaussée, établie dans le mur ouest, témoigne peut-être de la présence à l'origine d'un ou de logements (d'ouvriers?) à l'intérieur du moulin.